Opengl 渲染管线

原文地址：http://www.songho.ca/opengl/gl_pipeline.html

 

Opengl管线有一系列的有序的处理阶段。两个种图形信息被管线中被处理——基于顶点的数据和基于像素的数据，在写入帧缓存的时候结合在一起。注意opengl可以把处理过的数据送回到你的应用程序里（如灰颜色的线所示）

Display List

显示列表是一组已经为后续执行而储存（编译）好的opengl的命令。所有的数据，几何（顶点）和像素数据，都可以被存储到显示列表里。它可能会提高性能，因为命令和数据已经缓存进显示列表内了。当opengl的程序在网络上运行的时候，你可以通过使用显示列表减少数据在网络上的传输。因为显示列表是服务器状态下的一部分，并且驻留在服务器上，客户机每次只需要发送一次命令和数据。(See more details in Display List.) 

Vertex Operation

每一个顶点和法线坐标都在这一步通过GL_MODELVIEW 矩阵转换（从物体（object）坐标系到观察（eye）坐标系）。同时，如果启用了灯光，每个顶点的光照是用已经转换过的顶点和法线数据计算的。光照计算更新顶点的颜色。(See more details in Transformation) 

Primitive Assembly（图元装配）

在顶点操作之后，图元（点，线和多边形）会被投影矩阵（projection matrix ）再次转换，然后通过视景体剪切平面剪切，从观察坐标系到裁剪坐标系。之后，投影除法除以w，视口变换把3d的场景映射到窗口空间坐标系中，最后一步是剔除，如果剔除被启用了的话。

Clip 和 Culling是两个步骤，前后依次完成的，第一个是指图元如果有一部分在视景体之外，则将图元分成更小的图元（只渲染视野内的图元）。Culling，如果面剔除启用的话，一些背面啊之类的就不渲染了。

Pixel Transfer Operation

客户端内存中的像素被读取之后，数据被缩放（scaling），偏移（bias），映射（mapping）和clamping（这个真不会翻译，夹紧？）。这些操作被称为像素转换操作。这些转换过的数据要么被存储在了纹理内存里，要么直接光栅化到片元。

Texture Memory

纹理图像加载进纹理内存，以应用到几何物体上。

Rasterization

光栅化是几何和像素数据到片元的转化。片元是一个矩形阵列包括颜色，深度，线宽，点大小和反锯齿计算 (GL_POINT_SMOOTH, GL_LINE_SMOOTH, GL_POLYGON_SMOOTH)。如果着色模式是 GL_FILL，那么在这一阶段多边形内部的像素会被填充。每个片元都和帧缓存中的一个像素相关。

Fragment Operation

最后一步，将片元转换成帧缓存中的像素。这一阶段的第一步是纹素（texel）生成，一个纹理元素从纹理内存中生成，然后应用到每个片元上。然后应用雾效计算，只后依次有这些片元测试——Scissor Test⇒ Alpha Test⇒ Stencil Test⇒ Depth Test. 

FeedBack

Opengl可以通过glGet*() 和glIsEnabled()命令返回大部分的目前的状态。更进一步，你可以使用glReadPixels()从帧缓存里读取一个长方形的区域的像素数据，并且使用glRenderMode(GL_FEEDBACK)得到全部的以转换的顶点信息。glCopyPixels() 不把像素信息返回到特定的系统内存中，但是把它们拷贝到另一个帧缓存中，比如说，从front缓存到back缓存。